1、1,第六章 鍵聯(lián)接,鍵和花鍵主要用于軸和帶轂零件，實現(xiàn)周向固定以傳遞轉矩的軸轂聯(lián)接。,6.1 鍵聯(lián)接,6.1.1鍵聯(lián)接的分類和構造,2,一、平鍵（普通平鍵、導向平鍵、滑鍵）,工作原理：平鍵的兩側是工作面，上表面與輪轂鍵槽底面間有間隙（如圖），工作時靠軸槽、鍵及轂槽的側面受擠壓來傳遞轉矩，不能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定。,3,1、普通平鍵：用于靜聯(lián)接。,4,平鍵連接,普通平鍵的結構型式,平鍵特點 優(yōu)點：結構簡單、裝拆方便、對中性較好等。 這種鍵連接不能承受軸向力，因而對軸上的零件不能起到軸向固定的作用。,平鍵按用途分類 （1）普通平鍵 （2）薄型平鍵 （3）導向平鍵 （4）滑鍵,鍵槽的加工 （1）軸

2、上鍵槽：圓柱立銑刀（A和C型）和圓盤銑刀（B型）； （2）輪轂上鍵槽：插刀。,5,2、導向平鍵：用于短距離動聯(lián)接,6,3、滑鍵：用于長距離動聯(lián)接。,7,二、半圓鍵：用于靜聯(lián)接。,鍵的側面為工作面，鍵的上表面與轂槽底面間有間隙。,同學們思考半圓鍵的優(yōu)缺點？,軸上鍵用尺寸與半圓鍵相同的半圓鍵槽銑刀銑出，因而鍵在槽中能繞其幾何中心擺動以適應輪轂中鍵槽的斜度。,8,半圓鍵連接特點,優(yōu)點： 工藝性較好，裝配方便，尤其適用于錐形軸端與輪轂的連接。,缺點： 軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，故一般只用于輕載靜連接中。,9,10,11,三、斜鍵,工作面是鍵的上下兩面，用于靜聯(lián)接。,1、楔鍵,楔鍵的上下面分別與

3、轂和軸上的鍵槽的底面貼合，為工作面。,12,13,14,2、切向鍵,切向鍵由一對斜度為1：100的楔鍵組成。切向鍵的工作面是由一對楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩個窄面，被連接的軸和輪轂上都制有相應的鍵槽。,15,16,7.1.2 鍵的選擇和平鍵聯(lián)接的計算,1、鍵的選擇,1）類型選擇,需要傳遞的扭矩大??； 聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸向滑動及滑動距離的長短； 聯(lián)接的對中性要求； 是否需要具有軸向固定的作用； 鍵在軸上的位置。,2）尺寸選擇,鍵的剖面尺寸（鍵寬b鍵高h）:按軸的直徑d由標準中選定。,普通平鍵的長度L：按輪轂的長度而定。,導向平鍵的長度L：按輪轂的長度及其滑動距離而定。,輪轂長度：,1

4、7,五、普通平鍵的選用,步驟： 1、根據(jù)鍵的工作情況，確定平鍵類型 2、按軸的直徑d確定鍵的剖面尺寸bh 3、按輪轂寬度B確定鍵的長度L， 一般L = B (510)mm，并須符合標準中 規(guī)定的長度系列。 例：鋼軸與鑄鐵帶輪采用鍵連接，已知軸徑d=45mm，帶輪輪轂長L=80mm，試選用鍵連接的類型和尺寸。,18,19,解： （1）、選擇鍵連接的類型：由于帶輪與軸連接的對中性高，選普通平鍵A型。 （2）確定尺寸 按軸徑：d=45mm， 查表得：鍵寬b=14mm，鍵高h=9mm， 鍵長L=80-（510）mm=（7570）mm。取標準長度=70mm。 標記為：鍵1470 GB/T 1096,20

5、,設計準則,校核擠壓強度,設計準則,校核壓強,2、平鍵聯(lián)接的強度計算,普通平鍵失效形式：鍵、軸上鍵槽、輪轂上鍵槽這三種最弱的工作面被壓潰。,導向鍵或滑鍵的失效形式：工作面過渡磨損。,l 鍵的工作長度； 對于A型鍵 l = L - b 對于B型鍵 l = L 對于C型鍵 l = L - b/2,21,2、平鍵聯(lián)接的強度校核,主要失效形式：,擠壓壓潰 p p 剪切剪斷 ,動聯(lián)接：+ 工作面磨損 p p,其中： k 鍵與輪轂的接觸高度（mm），一般取kh/2； l 鍵的接觸長度（mm）， p查表6-2,靜聯(lián)接,強度條件:,靜聯(lián)接:,動聯(lián)接：,l 鍵的工作長度； 對于A型鍵 l = L - b 對于B

6、型鍵 l = L 對于C型鍵 l = L - b/2,22,23,提高鍵的承載能力的措施： 1、增大鍵長； 2、改用方頭鍵； 3、兩個鍵相隔180布置（承載能力按一個鍵時的1.5倍計算）。 4、改變鍵的材料使其許用應力增大。,24,選擇平鍵聯(lián)接類型,按靜或動聯(lián)接校核強度,取決于強度較弱的那種材料, 增大鍵長,設計步驟,根據(jù)軸徑、轂寬查標準確定鍵的尺寸,設計時注意：,許用應力,強度不夠時,不同軸段的鍵槽應開在同一母線上, 同一截面采用雙鍵聯(lián)接,25,課堂練習：在一直徑d=80mm的軸端，安裝一鋼制直齒圓柱齒輪，輪轂寬度L=1.5d，工作時有輕微沖擊。試確定平鍵聯(lián)接的尺寸，并計算其能夠傳遞的最大轉

7、矩。 解：由圖可知采用A型平鍵。由軸徑d=80mm查表 b=22mm，h=14mm。 輪轂長度為 1.5*80=120mm 取鍵 的公稱長度為L=90mm， 鍵的標記為鍵22X90GB1096-79. 鍵的工作長度為 l=L-b=90-22=68mm 鍵與輪轂鍵槽接觸高度為 k=h/2=7mm 根據(jù)齒輪材料為鋼，載荷輕微沖擊，查表得需用擠壓 =110Mpa。 根據(jù)普通平鍵聯(lián)接的強度公式： 鍵連接能傳遞的最大轉矩為,26,2 花鍵聯(lián)接,優(yōu)點：承載能力大；鍵槽較淺，對軸的強度削弱較輕；具有較平鍵更好的定心性和導向性；裝拆性能好。 缺點：花鍵需要專用設備制造，成本較高。 花鍵聯(lián)接適用于定心精度較高、

8、載荷較大或經常滑動的聯(lián)接。,一、花鍵聯(lián)接的特點,花鍵軸,花鍵孔,27,二、花鍵聯(lián)接的分類和構造,有兩個系列（輕、中系列）； 定心方式：小徑定心，定心精度高、定心穩(wěn)定性好，能用磨削的方法消除熱處理變形。 加工簡便，應用廣泛。,矩形花鍵,28,漸開線花鍵,與矩形花鍵比較，具有工藝性較好、制造精度較高、鍵齒根部強度高、應力集中小、易于定心等特點。 有兩種壓力角：一種為45，一種為30 。前者與后者比較，因其齒高較小，承載能力較低，多用于輕載、直徑小以及薄壁零件的聯(lián)接。 定心方式：齒形定心，有利于各齒均勻承載。,29,三、花鍵聯(lián)接的計算,一般花鍵的齒數(shù)、尺寸、配合等均應按標準選取，而后進行強度校核。,

9、30,例題1：一輕系列矩形花鍵6x28x32x7連接齒輪和軸。若傳遞轉矩T=200Nm，輪轂長L=20mm，輪轂許用擠壓應力值為60MPa。依標準查花鍵倒角C=0.3mm，并取鍵長l= L=20mm，載荷分布不均勻系數(shù)為0.7.試驗算此連接強度。若強度不夠，有何改進措施？ 解：1. 由花鍵標記得Z=6，D=32mm，d=28mm，求的鍵的工作高度 2.鍵的平均直徑為： 3.根據(jù)花鍵靜聯(lián)接強度條件公式得,31,改進措施：1.改用中系列矩形花鍵；2.增加輪轂寬度 例2：有一公稱尺寸Z-Dxdxb為8-40 x36x7的45鋼矩形花鍵，齒長l=80mm，經調質出來，使用和制造條件中等，能否用來傳遞T

10、1=1600Nm的轉矩？ 解：本題目考查花鍵的聯(lián)接強度公式，將其變形便可求出轉矩，比較轉矩與題目中轉矩的大小，便可解決。 1.求齒面的工作高度：倒角尺寸查表得C=0.3mm 花鍵平均直徑： 載荷分配不均系數(shù) 按靜連接、齒面經過熱處理、使用和制造條件中等查的許用擠壓應力為：100-140MPa，取120MPa。變形求得T值為1634Nm,32,其他聯(lián)接形式,1、過盈配合聯(lián)接,2、彈性環(huán)聯(lián)接,33,一、過盈聯(lián)接的特點及應用: 過盈聯(lián)接是利用零件間的配合過盈來達到聯(lián)接目的的。這種聯(lián)接也稱干涉配合聯(lián)接或緊配合聯(lián)接。過盈聯(lián)接主要用于軸與轂的聯(lián)接、輪圈與輪芯的聯(lián)接以及滾動軸承與軸或座孔的聯(lián)接等。過盈聯(lián)接結

11、構簡單、對中性好、承載能力大、承受沖擊性能好、對軸削弱少，但配合面加工精度要求高、裝拆不便。,34,二、過盈聯(lián)接的工作原理過盈聯(lián)接之所以能傳遞載荷，原因在于零件具有彈性和聯(lián)接具有裝配過盈。裝配后包容件和被包容件的徑向變形使配合面間產生很大的壓力，工作時載荷就靠著相伴而生的摩擦力來傳遞。當配合面為圓柱面時，可采用壓入法或溫差法（加熱包容件或冷卻被包容件）裝配。當其它條件相同時，用溫差法能獲得較高的摩擦力或力矩，因為它不像壓入法那樣會擦傷配合表面。采用哪一種裝配法由工廠設備條件、過盈量大小、零件結構和尺寸等決定。,35,3、成形（無鍵）聯(lián)接,36,4、銷聯(lián)接,37,其他不可拆聯(lián)接方法,鉚接：參考動

12、畫 焊接： 膠接：,38,鉚 接,利用鉚釘把兩個以上的被鉚件聯(lián)接在一起的不可拆聯(lián)接,一、鉚縫,鉚釘和被鉚件鉚合部分一起構成鉚縫。,a 搭接縫 b 單蓋板對接縫 c 雙蓋板對接縫,39,焊 接,焊接利用局部加熱的方法將被聯(lián)接件聯(lián)接成為一個整體的一種不可拆聯(lián)接,一、焊接的類型、特點及應用,焊接可以分為：熔化焊；壓力焊； 釬焊,二、焊接件常用材料及焊條,焊接的金屬結構常用材料為Q215、Q235、Q255 焊接的零件則常用Q275、1550號碳鋼，以及50Mn、50Mn2、50SiMn2等合金鋼,40,膠 接,一、膠接及其應用,膠接是利用膠接劑在一定條件下把預制的元件聯(lián)接在一起，并具有一定的聯(lián)接強度的不可拆聯(lián)接,二、膠接接頭,設計膠接接頭時應注意以下各點： （1）盡可能使膠層受剪或受壓,41,（2）盡可能使膠層應力分布均勻 （3）膠層厚度為0.10.2mm時，膠層強度最高 （4）膠接面積宜取大些以利于金屬強度的充分利用,三、膠接劑（膠粘劑）,膠接劑的品種很多，基本組合成分為：